Читать книгу 100 великих научных открытий - Коллектив авторов, Ю. Д. Земенков, Koostaja: Ajakiri New Scientist - Страница 10

Во второй половине XIX в. ученые были уверены, что пищевая ценность продуктов заключается в содержании жиров, белков, углеводов, воды и минеральных солей. Но почему-то многие категории людей – мореплаватели, военные, путешественники, жители осажденных городов и заключенные, чей рацион включал все эти вещества, но был лишен свежих овощей, фруктов и мяса, – все равно страдали цингой, куриной слепотой, пеллагрой, бери-бери и рахитом. Так, моряки в плавании питались солониной и сухарями – продуктами длительного хранения – и в итоге заболевали цингой, которая проявляется в хрупкости сосудов, кровоточивости десен, выпадении зубов, язвах на коже. По подсчетам историков, за время великих географических открытий от цинги скончалось более 1 млн моряков – только в индийской экспедиции Васко да Гама были сражены 100 человек из 160. Медики той эпохи пытались объяснять причины заболеваний токсинами, ядами и инфекциями, хотя еще древние египтяне знали, что от куриной слепоты – неспособности видеть в темное время суток – помогает печень (теперь мы знаем, что она богата витамином А).

В 1330 г. придворный диетолог китайского императора Ху Сыхуэй опубликовал трехтомный труд «Важные принципы пищи и напитков», где указал, что для поддержания здоровья необходимо комбинировать в рационе различные продукты. Два столетия спустя индейцы Северной Америки спасли от цинги команду французского землепроходца Жака Картье, предложив больным воду, настоянную на сосновой хвое. Еще через 200 лет шотландский врач Джеймс Линд провел эксперимент – разделил 20 больных моряков на несколько групп и первой добавил в рацион сидр, второй – морскую воду, третьей – уксус, а четвертой – лимоны и апельсины. В итоге поправилась лишь четвертая группа, и в 1753 г. Линд опубликовал трактат «Лечение цинги», где описал роль цитрусовых в предотвращении заболевания.

Примеру Линда последовал английский путешественник Джеймс Кук: отправившись в 1772 г. во второе кругосветное плавание, он обеспечил свежими овощами, фруктами, кислой капустой, лимонным и морковным соками лишь один из двух своих кораблей, а меню другого оставил традиционным. За три года странствий ни один из членов экипажа первого судна не заболел цингой, тогда как четверть команды второго, где отсутствовали запасы овощей и фруктов, была сражена болезнью.

Установить, что полноценное питание не ограничивается белками, жирами и углеводами, в конце XIX в. смог русский биохимик Николай Лунин. В 1880 г., наблюдая за подопытными мышами, Лунин заметил, что те из них, кто пил искусственное молоко, состоящее из казеина, жира, сахара и соли, вскоре погибали, а выкормленные натуральным молоком выглядели здоровыми и бодрыми. На основании этого наблюдения ученый сделал вывод: «Если, как вышеупомянутые опыты учат, невозможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания. Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение». Увы, научный мир не принял всерьез открытие русского ученого, хотя десять лет спустя К. Сосин провел аналогичный эксперимент и получил те же результаты, что и Лунин.

Следующий шаг в открытии витаминов был сделан в 1886 г., когда нидерландский бактериолог Христиан Эйкман отправился в тюремный госпиталь на острове Ява, дабы выяснить причину болезни бери-бери (полиневрита), которая уносила сотни тысяч жизней. В ходе одного из экспериментов Эйкман обнаружил, что цыплята, питающиеся шлифованным рисом, страдали полиневритом, но стоило перевести их на цельное зерно, как они выздоравливали. Кроме того, ученый заметил, что тюремные заключенные, которых кормили очищенным рисом, тоже часто болели бери-бери, а среди тех, кто употреблял неочищенную крупу, болезни подвергался всего один человек из 10 000.

Догадавшись, что в рисовой шелухе содержится некое вещество, предупреждающее полиневрит, Эйкман выделил данное соединение с помощью воды и отметил крошечный размер молекул, свободно проходящих сквозь мембрану, через которую не могли проникнуть белки. На этом эксперименты Эйкмана закончились, однако он внес огромный вклад в открытие витаминов, за что в 1929 г. получил Нобелевскую премию.

В то же время голландский диетолог Корнелис Пекельхаринг и английский биохимик Фредерик Хопкинс провели ряд исследований, в ходе которых сделали вывод, что в молочном белке (казеине) содержится вещество, необходимое для роста и развития организма. Тем не менее вопрос о природе и структуре вещества оставался открытым до 1911 г., когда польский ученый Казимир Функ путем химического анализа выделил из рисовых отрубей (а чуть позже – из дрожжей и других продуктов) кристаллическое соединение, в настоящее время именуемое витамином В₁, или тиамином. Как оказалось, данное вещество относится к группе органических и содержит азот в составе аминогруппы -NH₂, выдерживает кипячение 20%-ным раствором серной кислоты, а значит, устойчиво к действию кислот, однако быстро разрушается щелочами. Год спустя Функ дал веществу название, оттолкнувшись от латинских vita ― жизнь и amini ― амины, азотистые соединения. Впоследствии ученый ввел понятия «авитаминоз», «гиповитаминоз» и «полигиповитаминоз», предположив, что причиной многих болезней является отсутствие в пище одного из «жизненных аминов».

В 1913 г. американские биохимики Элмер Вернер Макколлум и Маргарита Дэвис выделили из сливочного масла и яичного желтка вещество, которое хорошо растворялось в жирах и плохо – в воде. Макколлум назвал его «жирорастворимым фактором А», а «витамин» Функа, предупреждающий бери-бери, – «водорастворимым фактором В». С тех пор подобные факторы стали обозначать буквами латинского алфавита.

В 1920 г. английский биохимик Джек Сесиль Драммонд решил упорядочить номенклатуру витаминов и заменил название «жирорастворимый фактор А» на «витамин А» (в дальнейшем было выявлено, что этот витамин предупреждает сухость кожи вокруг глаз). В том же году Макколум выделил из жира печени трески вещество, препятствующее рахиту, и назвал его витамином D. А за последующие 10 лет ученые выяснили, что витамин В растворяется только в воде и включает в себя целый ряд веществ (В₁, В₂, В₃), каждое из которых имеет свои свойства и функции.

Витамин Е был открыт в1920 г., когда ученые обнаружили, что при длительной молочной диете даже у очень плодовитых белых крыс начинаются проблемы с зачатием. Два года спустя К. Бишоп и Г. Эванс заметили, что при исключении из рациона растворимых жиров, которыми богаты зародыши зерновых культур и зеленые листья, изначально здоровые крысы рождают мертвых детенышей. В то же время у самцов крыс при недостатке витамина Е происходили изменения в эпителии семенных канальцев, из-за чего животные теряли способность к оплодотворению. В 1936 г. ученые получили первые препараты витамина Е путем экстракции из масел ростков зерна, а через пару лет П. Каррер осуществил синтез витамина Е. Дальнейшие исследования показали, что этот элемент оказывает влияние не только на репродуктивную функцию.